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諮問第2008号「UWB(超広帯域)無線システムに関する無線設備等の技術的条件」

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(1)

参 4-2-42 国土地理院 東20~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:15.5 (dB) Tsukuba East 35km 0 10 20 30 40 50 60 70 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks 国土地理院 西20~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:10.7 (dB) Tsukuba West 35km 0 10 20 30 40 50 60 70 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks 国土地理院 北東20~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:64.6 (dB) Tsukuba NorthEast 35km 0 50 100 150 200 250 300 350 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks

(2)

参 4-2-43 国土地理院 南東20~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:10.8 (dB) Tsukuba SouthEast 35km 0 10 20 30 40 50 60 70 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks 国土地理院 南西20~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:14.3 (dB) Tsukuba SouthWest 35km 0 10 20 30 40 50 60 70 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks 国土地理院 北西20~35 km 22.2GHz帯における平均回折損失:11.8 (dB) Tsukuba NorthWest35km 0 10 20 30 40 50 60 70 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks

(3)

参 4-2-44 (11)臼田、標高:1456(m)、アンテナ高:65(m) アンテナ直径64(m) スペクトル線観測 連続波観測 周波数 22.2 GHz 23.7 GHz 22.355 GHz 23.8 GHz ① UWB レーダ集合電力(6km– 35km) (回折損失を除く) -173.2 dBm/MHz -173.8 dBm/MHz -173.3 dBm/MHz -173.8 dBm/MHz ② 八方位の平均回折損失(6km– 35km) 21.8 dB 21.8 dB 21.8 dB 21.8 dB ③ UWB レーダ集合電力(6km– 35km) (回折損失を含む,①-②) -195.0 dBm/MHz -195.6 dBm/MHz -195.0 dBm/MHz -195.6 dBm/MHz ④ UWB レーダ集合電力(35km– 500km) (回折損失を含む) -199.5 dBm/MHz -200.3 dBm/MHz -199.6 dBm/MHz -200.3 dBm/MHz ⑤ UWB レーダ集合電力(6km– 500km) (回折損失を含む,③④の電力和) -193.7 dBm/MHz -194.3 dBm/MHz -193.7 dBm/MHz -194.3 dBm/MHz ⑥ UWB レーダ集合電力(30m– 500km) (回折損失を除く) -165.8 dBm/MHz -166.4 dBm/MHz -165.8 dBm/MHz -166.4 dBm/MHz ⑦ 離隔による損失(⑥-⑤) 27.9 dB 27.9 dB 27.9 dB 27.9 dB ⑧ 離隔エリアに要求される損失 8.2 dB 7.6 dB 23.8 dB 24.6 dB マージン(⑦-⑧) 19.7 dB 20.3 dB 4.1 dB 3.3 dB 臼田 北6~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:45.8 (dB) Usuda North 35km 500 700 900 1100 1300 1500 1700 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks 臼田 南6~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:49.5 (dB) Usuda South 35km 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks

(4)

参 4-2-45 臼田 東6~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:41.5 (dB) Usuda East 35km 500 700 900 1100 1300 1500 1700 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks 臼田 西6~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:54.8 (dB) Usuda West 35km 500 1000 1500 2000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks 臼田 北東6~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:12.8 (dB) Usuda NorthEast 35km 500 700 900 1100 1300 1500 1700 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks

(5)

参 4-2-46 臼田 南東6~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:48.6 (dB) Usuda SouthEast 35km 500 1000 1500 2000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks 臼田 南西6~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:97.2 (dB) Usuda SouthWest 35km 500 1000 1500 2000 2500 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks 臼田 北西6~35 km 22.2GHz帯における平均回折損失:47.9 (dB) Usuda NorthWest 35km 500 1000 1500 2000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain Inhabited Area Height of dish Peaks

(6)

参 4-2-47 (12)山口大学、標高:110(m)、アンテナ高:39(m) アンテナ直径32(m) スペクトル線観測 連続波観測 周波数 22.2 GHz 23.7 GHz 22.355 GHz 23.8 GHz ① UWB レーダ集合電力(3km– 35km) (回折損失を除く) -171.8 dBm/MHz -172.3 dBm/MHz -171.8 dBm/MHz -172.4 dBm/MHz ② 八方位の平均回折損失(3km– 35km) 44.5 dB 44.8 dB 44.5 dB 44.8 dB ③ UWB レーダ集合電力(3km– 35km) (回折損失を含む,①-②) -216.3 dBm/MHz -217.1 dBm/MHz -216.3 dBm/MHz -217.2 dBm/MHz ④ UWB レーダ集合電力(35km– 500km) (回折損失を含む) -205.4 dBm/MHz -206.3 dBm/MHz -205.5 dBm/MHz -206.4 dBm/MHz ⑤ UWB レーダ集合電力(3km– 500km) (回折損失を含む,③④の電力和) -205.1 dBm/MHz -206.0 dBm/MHz -205.2 dBm/MHz -206.3 dBm/MHz ⑥ UWB レーダ集合電力(30m– 500km) (回折損失を除く) -165.8 dBm/MHz -166.4 dBm/MHz -165.8 dBm/MHz -166.4 dBm/MHz ⑦ 離隔による損失(⑥-⑤) 39.3 dB 39.6 dB 39.3 dB 39.6 dB ⑧ 離隔エリアに要求される損失 8.2 dB 7.6 dB 23.8 dB 24.6 dB マージン(⑦-⑧) 31.1 dB 32.0 dB 15.5 dB 15.0 dB 山口大学 北3~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:54.8 (dB)

Yamaguchi Univ. North 35km

0 200 400 600 800 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain, see Inhabited Area Height of dish Peaks 山口大学 南3~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:63.5 (dB)

Yamaguchi Univ. South 35km

0 100 200 300 400 500 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain, see Inhabited Area Height of dish Peaks

(7)

参 4-2-48 山口大学 東3~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:48.4 (dB) Yamaguchi Univ.East 35km 0 200 400 600 800 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain, see Inhabited Area Height of dish Peaks 山口大学 西3~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:49.0 (dB)

Yamaguchi Univ. West 35km

0 100 200 300 400 500 600 700 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain, see Inhabited Area Height of dish Peaks 山口大学 北東3~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:36.9 (dB)

Yamaguchi Univ. NorthEast 35km

0 200 400 600 800 1000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain, see Inhabited Area Height of dish Peaks

(8)

参 4-2-49 山口大学 南東3~35(km)

22.2GHz帯における平均回折損失:47.2 (dB)

Yamaguchi Univ. SouthEast 35km

0 100 200 300 400 500 600 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain, see Inhabited Area Height of dish Peaks 山口大学 南西3~35(km) 22.2GHz帯における平均回折損失:45.7 (dB)

Yamaguchi Univ. SouthWest 35km

0 50 100 150 200 250 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain, see Inhabited Area Height of dish Peaks 山口大学 北西3~35 km 22.2GHz帯における平均回折損失:53.5 (dB)

Yamaguchi Univ. NorthWest 35km

0 100 200 300 400 500 600 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Distance (m) Al tit ud e ( m ) Altitude Mountain, see Inhabited Area Height of dish Peaks

(9)

参 4-3-1

参考資料4-3

衛星間通信業務との共用検討について

UWB レーダシステムと衛星間通信業務との共用検討を以下のとおり行った。 1 基本事項 *車両密度: 衛星-登録車両 7900 万台を対象。校正局-日本全土の平均密度を使用。 *レーダ稼働率: 50% *レーダ装着率(普及率): 40% (26GHz)、1% (24GHz) *車両当たりのレーダ数: 4 個 *干渉しきい値: 1% *干渉緩和 -バンパー損失 3dB -偏波 3dB -ビルによる反射損失 0dB -高架シャドウーイング 0dB *大気吸収減衰 0.3dB 2 衛星間通信及び干渉検討 (1) システム 図 1 Inter-satellite communication. (2) 干渉雑音しきい値 各受信系の熱雑音及び干渉しきい値を表 1 に示す。

(10)

参 4-3-2

表 1 熱雑音及び干渉しきい値

T log(T) ∆f Noise Appot 1%

K dB Hz dBW/∆f dBW/kHz dBm/MHz dBm/MHz ITU-R SA.1155 1200.0 30.8 1000 -167.8 -177.8 -117.8 -137.8 KSA_return_link_from 562.0 27.5 1000 -171.1 -181.1 -121.1 -141.1 KSA_forward_link_to_DSS *) 295.1 24.7 1000 -173.9 -183.9 -123.9 -143.9 KSA_forward_link_to_ALOS 758.6 28.8 1000 -169.8 -179.8 -119.8 -139.8 KSA_forward_link_to_ISS 346.7 25.4 1000 -173.2 -183.2 -123.2 -143.2 *) DSS: DRTS System-calibration Station Threshold

Boltzmann constant: k 1.3807E-23 J/K

-228.59914 dBW N =10log

(

kTf

)

(3) KSA リターンリンク KSA リターンリンクを検討する。図 2 に示すように、2 つのリターンリンク 1)及び 2)が存 在し、そこに 3)車両に搭載された UWB レーダシステムの出力が DRTS-W への干渉波が存在し ている。ここでは、より干渉を受けやすい 2)のリターンリンクに対する 26GHzUWB レーダシ ステムの影響を検討する。 2) KSA return 26GHz 1) KSA return link 26GHz 3) UWB radar 26GHz Height: 36000[km] Height: 690[km] 図 2 KSA リターンリンク(26GHz). 検討にあたり用いた主たる仮定を以下に示す。 UWB レーダシステム ① アンテナ水平面内 4 方向のうち 1 方向が DRTS-W を向いている。 (Radar antenna direction -6[dB])

② 最大アンテナゲインの指向が DRTS-W に向いている。(Coupling factor=0[dB]) 車両・レーダ台数 ① 全国の登録台数(7900 万台)に実効使用率(4.8%)を掛けて実効車両台数算出。 ② レーダ数は、車両当りの個数、普及率(車両搭載率 40%)、稼働率を考慮し実効台数 を算出。 サテライト ① 大気損失を考慮。 ② 最大アンテナゲインを受信ゲインとして使用。 マージン計算結果を表 2 に示す。3.1[dB]のマージンとなる。

(11)

参 4-3-3

表 2 KSA return link

unit Remark

Frequency GHz 26.0

UWB SRR parameter unit Remark EIRP_single dBm/MHz -41.3

Vehicle quantity (nationwide) dB 79.0 79 million cars, 3rd Study group Radar quantity/Vehicle dB 6.0 4 sets/Vehicle

Aggregated UWB radar emission

power (Free space loss) dBm/MHz 43.7 Mitigation Factor

Radar activity factor dB 3.0 Suppresion at low speed Bumper loss dB 3.0

Radar Antenna direction dB 6.0 90[deg]/360[deg] Effective vehicle usage ratio dB 13.2 4.8%, 4th Study group

Polarized wave face dB 3.0 Penetration 40% dB 4.0 Total dB 32.2 Aggregated UWB radar emission

power (with mitigation factor) dBm/MHz 11.5

Distance km 36000.0 Worst case: shortest path Free space loss dB 211.9

Atmospheric absorption loss dB 0.3 Smallest at vertical path Receiver Anttena gain dBi 56.5

Aggregated UWB radar emission dBm/MHz -144.2 Interference threshold dBm/MHz -141.1 Margin dB 3.1 (4) 筑波衛星間通信校正局への干渉 (KSA forward link)

校正局(DSS: DRTS System-calibration Station)への干渉を検討する。図 3 に示すように、 KSA フォーワードリンクに対し、車両に搭載された 24GHz 帯 UWB レーダシステムの出力が校正 局への干渉波として存在する。 KSA forward 23GHz Height: 36000[km] 0 R1 R2 UWBradar: 24GHz

図 3 Interference to DRTS System-calibration station (KSA forward link). 23GHz.

検討にあたり用いた主たる仮定を以下に示す。 UWB レーダシステム

① アンテナ水平面内 4 方向のうち 1 方向が校正局を向いている。 (Radar antenna direction -6[dB])

(12)

参 4-3-4 車両・レーダ数 ① 全国の登録台数(7900 万台)に実効使用率(4.8%)を掛けて実効車両台数算出。 ② レーダ数は、車両当りの個数、普及率(車両搭載率 1%)、稼働率を考慮し実効個数を算出。 伝搬(車両から地上局) ① RAS での検討手法を踏襲。R1=30[m]、R2=35[km]。 ② Clutter Loss(7[dB])を考慮。 校正局 ① 23.8 度におけるアンテナゲインを受信ゲインとして使用。 マージン計算結果を表 3 に示す。25.6[dB]のマージンとなる。

表 3 Interference to DSS station (KSA forward link)

unit Remark

Frequency GHz 23.0

UWB SRR parameter Source: RAS study

dBm/MHz -41.3

mW/MHz 7.41E-05

Radar density ρ SRR/km2 841.4 79473595(veh)x4(radar/veh)

/377819.23(km2) Wave length λ m 0.0130 Outer radius R2 m 35000.0 35km inner radius R1 m 30.0 30m mW/MHz 2.98E-12 dBm/MHz -115.3

Mitigation Factor Source: RAS study

Radar activity factor dB 3.0

Effective vehicle usage ratio dB 13.2 4.8%, 4th Study group

Bumper loss dB 3.0

Clutter loss dB 7.0

Radar Antenna direction dB 6.0 90[deg]/360[deg]

Penetration 1% dB 20.0

Total dB 52.2

Aggregated UWB radar emission

power (with mitigation factor) dBm/MHz -167.5

Receiver Anttena gain dBi 54.0

Relative gain (at 23.8deg) dB -56.0

Aggregated UWB radar emission dBm/MHz -169.5

Interference threshold dBm/MHz -143.9

Margin dB 25.6

EIRP_single

Aggregated UWB radar emission power (Free space loss)

MHz mW R R EIRP EIRPsum SRR ln / 8 10 1 2 6 2 × × × × = − π λ ρ DSS: DRTS System-calibration Station

(13)

参 4-3-5 -56dB 23.8deg 48deg -64dB (5) KSA フォーワードリンク

ISS 及び ALOS への干渉を検討する。図 4 に示すように、KSA フォーワードリンクに対し、車 両に搭載された 24GHz 帯 UWB レーダシステムの出力が ISS 及び ALOS への干渉波として存在する。

KSA forward link 23GHz

UWB radar 24GHz Height: 36000[km]

Height: 690[km]

図 4 KSA forward link to ALOS and ISS.

検討にあたり用いた主たる仮定を以下に示す。 UWB レーダシステム

(1) アンテナ水平面内 4 方向のうち 1 方向が ALOS、ISS を向いている。 (Radar antenna direction -6[dB])

(2) 最大アンテナゲインの指向が ALOS、ISS に向いている。(Coupling factor=0[dB]) 車両・レーダ台数 (1) 全国の登録台数(7900 万台)に実効使用率(4.8%)を掛けて実効車両台数算出。 (2) レーダ数は、車両当りの個数、普及率(車両搭載率 1%)、稼働率を考慮し実効台数を算出。 ALOS/ISS ALOS/ISS、日本及び静止衛星が一直線上に並んだ状態を仮定。ALOS/ISS の受信アンテナが最 大ゲインで干渉を受ける。 マージン計算結果を表 4 に示す。ALOS 7.8[dB]、ISS 5.3[dB]のマージンとなる。

(14)

参 4-3-6

unit Remark

Frequency GHz 23.0

UWB SRR parameter unit Remark

EIRP_single dBm/MHz -41.3

Vehicle quantity (nationwide) dB 79.0 79 million cars, 3rd Study group Radar quantity/Vehicle dB 6.0 4 sets/Vehicle

Total dBm/MHz 43.7

Mitigation Factor

Radar activity factor dB 3.0

Bumper loss dB 3.0

Radar Antenna direction dB 6.0

Effective vehicle usage ratio dB 13.2 4.8%, 4th Study group Polarized wave face dB 3.0

Penetration 1% dB 20.0

Total dB 48.2

Aggregated UWB radar emission

power (with mitigation factor) dBm/MHz -4.5

Distance km 3043.4 690km, elevation 0deg, R=6367km Free space loss dB 189.3

Atmospheric absorption loss dB 0.3 Smallest at vertical path Receiver Anttena gain dBi 46.6

Relative gain (at 0deg) dB 0.0 Aggregated UWB radar emission dBm/MHz -147.6 Interference threshold dBm/MHz -139.8

Margin dB 7.8

unit Remark Frequency GHz 23.0

UWB SRR parameter unit Remark EIRP_single dBm/MHz -41.3

Vehicle quantity (nationwide) dB 79.0 79 million cars, 3rd Study group Radar quantity/Vehicle dB 6.0 4 sets/Vehicle

Total dBm/MHz 43.7 Mitigation Factor

Radar activity factor dB 3.0 Bumper loss dB 3.0 Radar Antenna direction dB 6.0

Effective vehicle usage ratio dB 13.2 4.8%, 4th Study group Polarized wave face dB 3.0

Penetration 1% dB 20.0 Total dB 48.2 Aggregated UWB radar emission

power (with mitigation factor) dBm/MHz -4.5

Distance km 2292.1 400km, elevation 0deg, R=6367km Free space loss dB 186.9

Atmospheric absorption loss dB 0.3 Smallest at vertical path Receiver Anttena gain dBi 43.2

Relative gain (at 0deg) dB 0.0 Aggregated UWB radar emission dBm/MHz -148.5 Interference threshold dBm/MHz -143.2 Margin dB 5.3

表 4 Interference to ISS and ALOS (KSA forward link)

(a)ALOS (b)ISS (6) マージンのまとめ -180 -170 -160 -150 -140 -130 -120 dBm/MHz UWBレーダ集合干渉電力 干渉許容値     静止衛星     筑波校正局   ALOS衛星   ISS衛星 図 5 干渉許容量に対する UWB レーダシステム集合干渉電力のマージン 4 まとめ UWB レーダシステム(26GHz、24GHz)の静止衛星 DRTS_W、筑波衛星間通信校正局 DSS、陸域観 測技術衛星 ALOS、国際宇宙ステーション ISS(JEM)へ干渉検討を行った。それぞれ、3.1dB、25.6dB、 7.8dB、5.3dB で正のマージンが得られた。干渉許容値は、熱雑音レベルより 30dB 低い値とな っている。

(15)

参 4-4-1 参考資料4-4

CATV 番組中継回線との共用検討について

UWB レーダシステムと CATV 中継回線との共用検討を下記 3 種類のシステム概念に 対し以下のとおり行った。 ① CATV 番組中継回線 ② 振幅変調方式(FDM-SSB)CATV 中継回線 ③ 都市部 CATV 中継回線(将来のシステムを想定) 1 CATV 中継回線 1.1 CATV 番組中継回線の概要と使用状況 サービス・イメージとして① 鉄道線路の横断、② 河川横断、③ 洞門・トンネル の縦断、④ 山間地の迂廻、⑤ 離島間の海上横断⑥ 辺地共聴施設までの支線系延長 リンク として使用されている。その定格・性能等が明示された。これに基づき最悪 条件としての干渉環境が検討され、主として④と⑥が CATV 中継回線のサービス・イ メージの最悪条件として検討対象とされた。 1.2 CATV 中継回線の干渉検討の条件 1.2.1 山間地の迂廻回線のパラメータ ○ システム仕様 ・送受信周波数帯:23.2~23.6GHz ・変調方式:FM 変調方式 ・雑音指数:受信機雑音指数 8dB 以下 (RX Unit 入力にて) ○ アンテナ諸元 ・アンテナ利得(1.2m カセグレンアンテナ) 23.0GHz 46.5dBi 23.3GHz 46.6dBi 23.6GHz 46.7dBi ・入力インピーダンス: V.S.W.R 1.5 以下 ・電力半値幅:約 0.8° ○ アンテナ地上高及びフィーダ損失 送信地点:海抜 2,065m の山頂に 10m の鉄塔を建設し、地上高7m 位置に送信 アンテナを麓方向に向けて設置 受信地点:14.9m の鉄塔を建設し、上端に 1.2m カセグレンアンテナ設置 送受信フィーダ損失:フィーダ線 5m/減衰量 0.5dB/m ○ 運用例 ・回線長:約 10km ・実際の運用状態:山頂と麓の伝送 ・実際の運用状態と道路の関係

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参 4-4-2 送信点と受信点を結ぶ直線を高速道路が横切っている。 受信点から受信点方向に 240m先に切り土で高速道路が横切っている。 1.2.2 辺地共聴施設までの支線系延長リンクのパラメータ ○ システム仕様 ・送受信周波数帯:下り 23.30~23.60GHz(300MHz 幅)/上り 23.20~23.24GHz (40MHz 幅) ・変調方式:送信機で UHF ないし VHF 帯の信号を 23GHz 帯にアップコンバートし 無線伝送、受信機ではダウンコンバートする。無線区間を伝送される信号は、 CATV の多チャンネル映像及びケーブルインターネット規格に基づいた信号。 ・雑音指数:下り受信機の NF 最大 7.5dB/上り受信機の NF 最大 8dB ・占有帯域幅:伝送する信号により異なる。 ○ アンテナ諸元 ・アンテナ利得:対応周波数帯:21.2~23.6GHz

Top Band:41.0dBi/Mid Band:40.4dBi/Low Band:39.8dBi ・アンテナパターン:ビーム幅は 1.7° ・アンテナ地上高: 親局空中線地上高:43m 及び 44m 子局空中線地上高:41m 及び 42m ・送受信フィーダ損失:送受信とも 1~1.5dB 程度 1.3 CATV 中継回線の干渉検討の結果 1.3.1 山間地の迂廻回線例: 送信地上高 2065m、受信地上高 665m、回線長 10km、送受アンテナ利得 46.5dB、 通信路は受信点から 240m 先で片側 2 車線の高速道路を横断 干渉しきい値(dBm/MHz)の種別 干渉量 dBm/MHz マージン 1 -128 (I/N=-20dB) -141.5 +13.5dB 2 -121 (I/N=-20dB、Activity Factor+7dB) +20.5dB 3 -104 (I/N=-15dB、Activity Factor+7dB、 Mitigation Factor+12dB) +37.5dB 1.3.2 辺地共聴施設までの支線系延長リンク(辺地の市街地を想定) FS アンテナ利得:41dB/レーダ周波数:23.6GHz/車輌搭載レーダ数(前後 2 個 /方向)/FS アンテナ高:41m/アンテナ~道路間距離:5m/アンテナ主ビーム方 向:道路に平行/降雨量減衰:4dB/km/車間距離:20m/車線数:1 方向 2 車線(両 方向で 4 車線)/積算距離:700m/チルト:0 度、1 度、2 度(500m で高低差 17m) 高低差 干渉しきい値(dBm/MHz)種別 干渉量 dBm/MHz マージン 0m(水平) -128 (I/N=-20dB) -135 + 7dB -121 (I/N=-20dB、Activity Factor+7dB) +14dB 17m 差/500m -128 (I/N=-20dB) -129 + 1dB -121 (I/N=-20dB、Activity Factor+7dB) + 8dB

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参 4-4-3 検討結果は、以下に示すように辺地、山間地、離島、道路横断等の事例に対しマ ージンを維持している。 1.4 CATV 中継回線の共用条件について CATV 中継局に与えるレーダ与干渉計算結果により、レーダの CATV 中継局に与 える影響は無視できると考えられる。なお、CATV 中継に用いられる周波数帯は、 2016 年迄位の短期運用を前提に提案されている暫定案と送信帯域が重なる。この 暫定案に基づく、2016 年までのレーダの車輌実装率は1%に満たない為、十数d B のマージンが実際の実装率から別途生じる。また、長期的運用を前提とする長 期案には 26GHz 帯を使用しており、CATV 中継に用いられる周波数帯に意図的な電 波発射を行わないため、CATV 中継局に与える影響は無視できると考えられる。 2 振幅変調方式(FDM-SSB)CATV 中継回線への干渉検討 2.1 干渉限界の検討 電気通信技術審議会諮問第 102 号一部答申「23GHz 帯を使用する有線テレビジョ ン放送事業に用いる固定局の技術条件」(H10.6.29)に、回線品質及び混信の保護 の条件が定められている。 回線品質:搬送波帯雑音比(C/N)は次の値以上であること。 変調方式 降雨時(注) 標準時 振幅変調方式(FDM-SSB) 45dB (C/N) 注 降雨時の C/N が上記の値以下となる時間率は5×10- 4/年以下とする。 混信の保護:被混信局の搬送波帯雑音比(C/I)は次の値以上であること。 変調方式 降雨時(注) 標準時 振幅変調方式(FDM-SSB) 52dB (C/I) 55dB (C/I) 注 降雨時の C/I が上記の値以下となる時間率は5×10- 4/年以下とする。 混信保護比は明確に定められており、降雨時に、降雨マージンが完全に使い尽く されたとき 52dB(C/I)、標準時に 55dB(C/I)が定められている。降雨マージンは通 常 4dB/km 以上(日本全国の最低値)あり、通常は降雨時が最悪条件となる。 降雨時の回線品質は 45dB (C/N)であり、7dB の混信保護が規定されている。 通常の受信装置の定格・性能 受信装置定格・性能 数値 通過帯域 380MHz 雑音指数 3.5dB 受信雑音電力 -84.8dBm 降雨時の干渉限界値は -84.8dBm - 7dB = -91.8dB となる。 この干渉限界に対する干渉雑音配分について、振幅変調方式(FDM-SSB)CATV 中 継回線は、地域の固有の CATV 事業者の利用によるものであり、同一システム間干 渉(89%)は想定されず、他システム干渉(10%)、その他の干渉(1%)を想定する。

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参 4-4-4 その比は 10dB であり、-101.8dBm/380MHz が UWB レーダシステムからの干渉限度と なる。 干渉限界値の規格 C/N の干渉限界 -62dB 受信電力の干渉限界 -101.8dBm/380MHz 2.2 個別サービスの干渉検討 振幅変調方式(FDM-SSB)CATV 中継回線は、① 離島中継が主体であるが、② 陸 上の渓谷横断、③ 山間地中継に使用されている。干渉の可能性は②、③、①の順で 高いと推定される。システムの設置事例は限定されており、一般化して考察するこ とは不可能であり、個々の事例を検討することが必要とされる。(AM のテレビ変調 放送は 2011 年 7 月に Digital 放送に移行すると予定されており、振幅変調方式 (FDM-SSB)CATV 中継回線が今後際立って増設される可能性は少ないと考えられ る。) 振幅変調方式(FDM-SSB)CATV 中継回線の設置状況 設置場所 伝送距離 伝送 CH 宮崎県・美郷町 3.65km TV:2 波/FM:5 波 東京都・神津島 2.64km TV:8 波/FM:5 波 大分県・佐伯市・屋形島/深島 2.9km/5.7km TV:37 波/FM:2 波 長崎県・五島市・久賀島 3.4km TV:34 波/FM:2 波 長崎県・五島市・奈留島-前島 奈留島-椛島 箕島 -赤島 赤島 -黄島 浜窄 -嵯峨島 大窄 -黒島 0.9km 5.3km 6.5km 3.7km 5.5km 5.0km TV:34 波/FM:2 波 2.2.1 渓谷越え(陸上の横断)の干渉計算 宮崎県・美郷町(3.65km)の事例が渓谷越えに相当する。受信装置は北緯 32 度 33 分 10 秒、東経 131 度 24 分 29 秒の位置にあり、山岳地帯であり道路のある深い渓 谷を横断する CATV 中継回線である。道路は地方道間を接続する間道であり、3 重の つづら折り返し道路を形成している。 通信路長:3.65km 通信路送受信間高低差 200m(受信から見てアップチルト:3.2 度) 道路・受信間距離:230m 程度 道路・受信装置間高低差:150m 程度(受信装置から見てダウンチルト:33 度) 道路面方向に対する受信アンテナ角度は 36.2 度となる。 伝搬損失:-131.03dB

アンテナ利得:約-10dB (Mid band 49.4dB Gain)

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参 4-4-5 レーダ1個による最大干渉量:-15.5dBm/380MHz-131.03dB-10dB-25dB=-181.53dBm/MHz 干渉限界-101.8dBm/380MHz に対し十分なマージン(79.78dB)を有するため、 干渉の危険はない。 2.2.2 山間地中継の干渉計算 東京都神津島に設置された回線長 2.65km の CATV 中継回線が山間地中継に該当す る。受信装置は北緯 34 度 11 分 49 秒、東経 139 度 8 分 24 秒にある。送信装置は天 上山中腹にあり、受信装置は神津中学校近傍にある。 通信路長:2.65km 通信路送受信間高低差 250m(受信から見てアップチルト:5.4 度) 車輌・受信装置間高低差:20m 程度(電柱高及地上高の和/受信装置から見てダウ ンチルト) 道路面方向に対する受信アンテナ角度は 5.4+θ 度となる(θ は距離依存)。 伝搬方向に干渉源となる道路の存在する範囲は 600m 程度である。アンテナに最 短距離の主要道路はアンテナの極近傍に在り、大きなダウンチルト及び車輌アンテ ナ仰角を生じ、干渉源とはならない。 アンテナ地上高を 20m(レーダの地上高は 0.5m とし、19.5m の高低差)とした場 合の距離減衰とアンテナ指向性減衰の和を下表に示す。 アンテナレーダ間距離 50m 100m 200m 300m 400m ダウンチルト(度) 19.97 10.8 5.54 3.71 2.78 チルト差(+5.4 度) 25.37 16.2 10.94 9.11 8.18 アンテナ利得(dB) -6.98 -2.11 +2.14 +4.13 +5.30 実伝搬距離(m) 53.66 101.88 200.9 300.6 400.4 伝搬損失(dB) -94.37 -99.94 -105.84 -109.34 -111.83 減衰量の和(dB) -101.35 -102.05 -103.69 -105.21 -106.53 レーダの仰角に対する指向性減衰は、ITU-R TG1/8 の検討において最悪の場合で 下記の値となる。 50m:-13.3dB、100m:-7.2dB、200m:-3.7dB、 300m:2.4dB、400m:1.8dB 減衰は総合で 200m-300m の場合に-107.6dB 程度の最小値となる。干渉限界値は -101.8dBm/380MHz、レーダの 1 個あたりの干渉電力は -15.5dBm/380MHz である。 レーダ1個当たりの与干渉のマージン:(-15.5dBm/380MHz)-107.6dB+101.8dBm =-21.3dB 1 個のレーダの最大与干渉に対し、いずれの干渉緩和要素を含めない状態で、 21.3dB のマージンを有する。このことは何等遮蔽のない平面上で、かつアンテナの 指向方向の同一線上に 50 台を超える車輌が密集している状況となる。実際の神津島

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参 4-4-6 の市街地は遮蔽効果の大きな構造となっており、干渉限度を超えることはないと考 えられる。 2.2.3 離島(海越え)の干渉検討 離島(海越え)の干渉検討は CATV 中継回線送信装置側からの与干渉と CATV 中 継回線受信側近傍の与干渉の 2 種類の検討を行う必要がある。 2.2.3.1 送信装置設置側のレーダによる与干渉 CATV 中継回線受信装置の存在する離島に対し、CATV 中継回線送信側の道路 上の車輌からの与干渉が考えられる。CATV 中継回線送信側の(最小)送信出力 を +10dBm、アンテナ利得を通常の 49.4dB とすると、CATV 中継回線送信装置 の出力は、+59.4dBm/380MHz となる。与干渉側レーダの 1 個の送信出力は、-15.5dBm/380MHz であり、C/I=-74.9dB の電力比をもつ。離島間では、ほぼ同 一の通信路(混信波伝搬路)であり降雨減衰は通信路、干渉路ともに同一の数 値を採用するのが適当である。レーダ 1 個が正対した場合でも、C/I=-62dB に 対し 12.9dB のマージンを持つ。 島と島を結ぶ回線については、その道路はアンテナの近傍で、かつ通信路を 縦断する環境であり、十分なマージンを有すると考えられる。長崎県・五島 市・久賀島、奈留島-椛島、箕島-赤島、赤島-黄島、奈留島-前島の事例が これにあたる。 大分県・佐伯市・深島、長崎県・五島市・浜窄-嵯峨島、大窄-黒島につい ては、送信アンテナは海岸縁の崖の上部、大窄では公民館屋上、浜窄では小学 校屋上に設置されてアンテナ指向性が有効であり、道路と送信装置の設置場所 の環境から干渉の危険は無視できる。 長崎県・五島市・久賀島の CATV 回線の送信装置は海岸縁の崖の上部にあり、 道路は送信アンテナの背面にある。道路端には、崖からの車輌の転落を防止す るために頑丈なガードレールが設置されており、地上高 50cm に設置されるレ ーダの輻射にたいし少なくとも 7dB の遮蔽効果があり干渉を遮断する。 2.2.3.2 受信装置設置側のレーダによる与干渉 離島内部を運行する車輌による干渉が問題とされる。干渉計算は、CATV 中継 回線受信アンテナと干渉路伝搬減衰量の和が対象となる。離島の大きさは、1km 前後または以下の前島、黒島、黄島、赤島、屋形島、深島、3km 程度の椛島、 6km 程度の奈留島、久賀島である。いずれの島にも 2 車線を越える道路は見出 せない。受信アンテナ位置は、比較的高い位置に少なくとも 10m 高程度の鉄塔 上に設置され、アンテナ角度は水平または送信側の位置により上方チルトであ る。1km 前後の島では道路-アンテナ設置位置の間隔が小さくアンテナの指向 性が利いてくるため最悪条件にはなりえない。 地図上の検討では一番大きな久賀島が最悪条件と推定される。送信点背面に はガードレール付きの道路が存在し(遮蔽損失が大きく見込まれる)、受信点 では 5m のアンテナ高で 5 度程度のアップチルトを示している。道路はほぼ背面

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参 4-4-7 から横まで湾曲して受信アンテナの側面を通過しており指向性方向から 45 度程 度離角している(アンテナ利得は-24.6dB となる)。受信アンテナの極めて近 傍を車輌が通過する仮定して干渉検討を行う。 アンテナ利得(45 度離角):-24.6dB (F.1245-1 p1) 伝搬損失(車輌と 5m 離れ):-73.76dB レーダアンテナ指向性損失:-25dB レーダ 1 個による干渉電力:-15.5dBm/380MHz - 24.6dB - 73.76dB - 25dB=-138.86dBm/380MHz このような仮定においても、-101.8dBm の干渉限界に対し、37dB のマージン を有する。 以上の計算は、1.8m の標準アンテナの使用を前提としているが、多くの回線は 2.4m のアンテナを使用しており、干渉は緩和される。 アンテナ指向性の観点から最悪値条件として考えられる回線は、奈留島ー前島 回線であり、奈留島側の送信アンテナには 0.6m、前島には 0.3m のアンテナが使 用されている。前島は 600m×1000m 程度の小島であり、受信アンテナは、集会場 /ポンプ場屋上に設置されている。島の東北端に位置し斜め横方向に 100m の範囲 で車輌が存在できるがアンテナ指向性方向から水平角度でほぼ 45 度程度、離角し ている。30cm アンテナの利得は中央値で 34.1dB あり、前報告書「CATV 中継局~ レーダ干渉評価」記載のアンテナパターン図から、45 度離角アンテナ利得はマイ ナス (-9.1dB:F.1245-1 P2) となり干渉限度を超えることはない。 3 都市部 CATV 中継回線:将来提供されると考えられるシステム 3.1 サービス・イメージ 将来提供されると考えられる 23GHz 帯無線アクセスシステムの導入イメージは、 テレビ信号のデジタル化に対応して、変調方式を高度化し、都市部における 23GHz 帯中継回線を構成するイメージである。無線共聴施設(ギャップフィラー)には、 UHF 直接受信及び IP には WiFi/WiMax の使用を考慮している。使用アンテナ口径は 0.6m、アンテナ高は、ビルの屋上設置を前提として、41-44m とされている。 3.2 システム仕様 ・送受信周波数帯 下り 23.30~23.60GHz(300MHz 幅) 上り 23.20~23.24GHz(40MHz 幅) ・変調方式 送信機で UHF ないし VHF 帯の信号を 23GHz 帯にアップコンバートし無線伝送、 受信機ではダウンコンバートするのみ。無線機内部での変調は行っていない。無 線区間を伝送される信号は、CATV の多チャンネル映像及びケーブルインターネッ ト規格に基づいた信号。実験では OFDM(地上デジタル放送)、64QAM(CS、BS ト ラモジ)、256QAM ないし 16QAM(ケーブルインターネット)。

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参 4-4-8 ・雑音指数 下り受信機の NF 最大 7.5dB 上り受信機の NF 最大 8dB ・占有帯域幅:伝送する信号により異なる。 ・アンテナ諸元 0.6mφのパラボラアンテナ ・アンテナ利得

Top Band : 41.0 dBi Mid Band : 40.4 dBi Low Band : 39.8 dBi ・アンテナパターン:ビーム幅は 1.7 度 ・アンテナ地上高(送受信、平均、最大、最小) 親局空中線地上高:43m 及び 44m 子局空中線地上高:41m 及び 42m ・送受信フィーダ損失:送受信とも 1~1.5dB 程度と想定。 ・アンテナチルト:0 度(チルトはほとんどかかっていない。) 3.3 干渉限界の検討 ITU-R の最悪値計算に用いられた I/N=-20dB を用い、1MHz 帯域で計算する。ま た、最小フィーダ損失を 1dB 見込む。 N=10Log(KB×290K×BW)+NF=-114dBm+10Log(BW/1MHz)+NF 干渉限界値 -125.5dBm/1MHz 3.4 都市部 CATV 中継回線シミュレーション結果 シミュレーションは、固定回線シミュレーションと同じ計算方法を用いた。この シミュレーションは固定回線シミュレーションと重複するため、本報告では詳細を 割愛する。シミュレーション結果は、降雨減衰以外の干渉緩和要素を考慮しない条 件で、3dB のマージンを保有している。 干渉限しきい値 干渉量 マージン -125.5dBm/1MHz(I/N=20dB) -125.5dMm/MHz +3dB 4 CATV 中継回線の共用条件について CATV 中継局に与えるレーダ与干渉計算結果により、レーダの CATV 中継局に与 える影響は無視できると考えられる。なお、CATV 中継に用いられる周波数帯は、 2016 年迄位の短期運用を前提に提案されている暫定案と送信帯域が重なる。この 暫定案に基づく、2016 年までのレーダの車輌実装率は1%に満たない為、十数 dB のマージンが実際の実装率から別途生じる。また、長期的運用を前提とする長期 案には 26GHz 帯を使用しており、CATV 中継に用いられる周波数帯に意図的な電波 発射を行わないため、CATV 中継局に与える影響は無視できると考えられる。

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参 4-5-1

参考資料4-5

地球探査衛星との共用検討について

UWB レーダシステムと地球探査衛星との共用検討について以下のとおり行った。 1 基本的考え方 24GHz 帯 UWB レーダシステムの初期導入までのプロセスとし普及率は1%以下を想定した。 2 基本条件 24GHz 帯 UWB レーダシステムの基本条件について述べる。 * 条件 *車両密度: 363[台/km2] (東京都全域と人口密度上位 13 区の面積と人口の比率により換算) *レーダ稼働率: 50%及び 34%([1]参照) *レーダ装着率(普及率): 1% *車両当たりのレーダ数: 4 個 *干渉しきい値: 1% *干渉緩和 -偏波 3dB -Elevation マスク 25dB -ビルによる反射損失 3.5dB 及び 0dB([2]参照) -高架シャドウーイング 0dB * 他の条件 *大気吸収減衰 1.7dB → 0.6dB 3 基本条件の検討 3.1 交通流密度 第 4 回 UWB レーダ作業班参考資料から、東京都の交通流密度は、149 台/km2となる。AMSR-2 の Footprint が 306.3[km2]、東京都の面積(2187[km2])を考慮すると、東京都全体ではなく東京 23 区 (621[km2])あるいは人口密度上位 13 区(274[km2])の交通流密度を使用すべきと判断した。ここでは、 より厳しい上位 13 区の交通流密度は 363 [車両/km2]を使用することとした([3]参照)。この値は、 東京都の値に比較し 3.87dB のマージン減少となる。 10Log(149/363)=-3.87dB 第 3 回 UWB レーダ作業班(ITU-R)の 453 台/km2に比較し、0.96dB のマージン増加となっている。 10Log(453/363)=0.96dB 3.2 レーダ稼働率 ITU-R では、50%。東京都内において、走行試験を行い、速度分布を調べた([1]参照)。平均速度は 19.3[km/h]であり、10[km/h]以下の比率は 45.5%、停止比率は 36.6%となった。これより、ITU-R の 計算方式に基づき計算すると、稼働率は 34.0%となる。ITU-R に比較し 1.67dB のマージン増加となっ ている。この 34%と ITU-R の 50%とを検討に用いる。 10Log(50/34)=1.67dB 3.3 普及率予測及び 24GHz 帯 UWB レーダシステム比率 現行では、公式な資料はない。G. Rollman 氏よりの EU の普及データに基づき検討する。表 参 4-5-1 に示すように、21 ヶ月で総車両数の 0.008%程度となっている。EU においては、2005 に UWB が投入 されて以来、今のところ顕著な増加は見られていない(表 参 4-5-1)。表 参 4-5-1 に示すように、 21 ヶ月で総車両数の 0.008%程度となっている。 ここでは、上記数値をベースに、3 年ごとに増加率が増えるとして、今後の予測を行った。表 4-5-1

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参 4-5-2 に結果を示す。5 年後に 0.03%,10 年後に 0.1%程度となる。 上記 EU のデータに基づく検討は、24GHz 帯 UWB レーダシステムが 2013 年までに制限されているこ と、EU と日本の市場とでは運転支援システムへの普及が異なることから、ここでの検討に EU のデー タは適用しない。普及率については、2016 年1%(累積台数 79 万台)で考えることとした。この1% は、自動車用近距離センシングシステムの普及率である。実際の普及状況を報告できる体制を整える。 24GHz 帯 UWB レーダシステム比率については、最も厳しい条件である 100%を使用する*) *) 実際には、77GHz レーダ、24GHz 狭帯域レーダ、レーザレーダ、カメラシステム及びこれらの融 合システム等も自動車用近距離センシングシステムとして使用されると考えられる。

表 参 4-5-1 Diffusion of vehicles with radars

Europe 年 累積搭載 車両台数 累積レー ダ車両 比 率 搭載新車 台数 増加レー ダ車両 比 率 Comments (2005年9月) 0 0.000% 9ヵ月 (2006年5月) 9000 0.0036% 9000 0.0036% G. Rollman: 0.003~0.004% 21ヵ月 (2007年5月) 20000 0.0080% 11000 0.0044% G. Rollman: 0.008% 3 30000 0.012% 10000 0.004% estimation: 0.004%increment 4 50000 0.020% 20000 0.008% 0.008% increment 5 70000 0.028% 20000 0.008%   6 90000 0.036% 20000 0.008% 7 120000 0.048% 30000 0.012% 8 150000 0.060% 30000 0.012% 9 180000 0.072% 30000 0.012% 10 220000 0.088% 40000 0.016% 計   0.088% 総車両台数(万台): 25000   *)2006 年 5 月、2007 年 5 月は、G. Rollmann 氏よりの情報。 Japan 年 累積搭載 車両台数 累積レー ダ車両 比 搭載新車 台数 増加レー ダ車両 比 Comments 0 0 0.000% 1 3160 0.004% 3160 0.004%   2 6320 0.008% 3160 0.004% 3 9480 0.012% 3160 0.004%   4 15800 0.020% 6320 0.008%   5 22120 0.028% 6320 0.008%   6 28440 0.036% 6320 0.008% 7 37920 0.048% 9480 0.012% 8 47400 0.060% 9480 0.012% 9 56880 0.072% 9480 0.012% 10 69520 0.088% 12640 0.016% 計   0.088% 総車両台数(万台): 7900   3.4 車両当たりのレーダ数 第 3 回 UWB レーダ作業班(3/23)では、2.6 個/車両としたが、ITU-R では4個/車両としている。 2005 年にヨーロッパに投入されたベンツは 6 個の UWB レーダを有し、現在は 8 個となっている。BMW は 2 個を有している。車両当たりの個数は、暫定案については明確でない。ここでは ITU-R に従い、 4個/車両を検討の基本とした。 ただし、暫定導入期間においては実際装着数及び平均装着率を報告できる体制を整える。 3.5 干渉しきい値 ITU-R では、受信許容電力が干渉しきい値の1%、5%の検討がされている。測定器の熱雑音レベル の低下が将来的に厳しい条件となることを考慮し1%とする。

(25)

参 4-5-3 4 検討 4.1 直接波、散乱波、多重散乱波 車両から EESS への伝搬は、直接波と散乱波からなります(図 参 4-5-1)。ともに図参 4-5-2 に示す ように、バンパーを経て外部へ放射される。 (1) 直接波 バンパーを経て上部へ伝搬する。アンテナの正面方向より大きくずれているため、アンテナの Elevation Mask (現行 25dB >30deg)を経て、EESS へと伝搬する。Conical Scan 方式については、 車の方向が考慮され 1/4 の確率で伝搬すると考えられる。 (2) 散乱波 バンパーを経て上部へ伝搬する。主ローブ方向の波(ボーサイト)が前方の車両窓へ当たり、散 乱されて、EESS へと伝搬する。この際の散乱係数は、実験(図 参 4-5-3)により決められ、-10~ -30dB の結合となっている([1]、p34)。 *車間 10[m]以下… 5%の車両、散乱ゲイン -15dB *10<車間≤30[m]… 45%の車両、散乱ゲイン -18dB *30<車間… 50%の車両、散乱ゲイン -25dB 平均では、式(1)より、-19.8dB となる。 10*Log(0.05*10-1.5+0.45*10-1.8+0.5*10-2.5)=-19.8dB (1) また、散乱波の分布を半球分布とし、さらに 4.7dB を分布による損失としている。 (3) 多重散乱 ここでは、一台目は 5[m]にあるという厳しい条件を考え、(図 参 4-5-4 参照)さらに、4 台 の車両が 2 次 Scattering に関与すると仮定した。 *1台目: 車間 5[m]で散乱(=5~10dBsm) 一次散乱ゲイン -17.5dB *2台目: 散乱ゲイン 散乱ゲイン -19.8dB 台数 4 ゲイン 6dB 2 次散乱ゲイン -13.8dB 合計では、 -17.5 + -13.8 = -31.3 dB (2) また、2 台目の散乱波の分布を半球分布とし、さらに 4.7dB を分布による損失としている。

直接波と散乱波を合計した全 Coupling Factor を表 参 4-5-1 に示す。表 参 4-5-2(a)は、2014 年の Elevation Mask で-35dB を使用している([添付 A]参照)。第 3 回 UWB レーダ作業班では、ITU-R 同様、この値を使用して検討を行った。

この Elevation Mask を 2010 年及び現行の 30dB、25dB を用いたものを表 参 4-5-1(b)、(c)に示 す([添付 A]参照)。2010 年 Mask 及び現行 Mask において、2014 年 Mask との差は、それぞれ 0.2~ 0.7dB、0.7~2.3dB となり、また、多重散乱の影響は 0.2dB 程度となる。

現行 Mask は、第 3 回 UWB レーダ作業班での内容と有意な差がある。すなわち Mask の影響は 2dB 程度、多重散乱の影響は 0.2dB 程度で、合計 2.2dB 程度干渉が増える。

(26)

参 4-5-4 Direct component (Pdirect) Scattered component (Pdirect) Radar under bumper Radar Bumper Beam pattern 図 参 4-5-1 直接波と Scattered 波 図 参 4-5-2 レーダとバンパー

EESS 後方散乱実験

図 参 4-5-3 EESS 後方散乱実験

(27)

参 4-5-5 Direct component (Pdirect) Scattered component (Pscat) Radar under bumper Multi-scattered component (Pmulti) Radar under bumper r[m] 

(a) Direct and scattered waves (b) Multiple-scattered waves (r=5[m], ・=7.5[dBsm])

図 参 4-5-4 直接波、Scattered 波、多重―Scattered 波。

表 参 4-5-2 Total Coupling Factor

Cross track Conical Sacan Main lobe

Elevation mask -35 -35 dB Random car direction (25%) 0 -6 dB Total -35 -41 dB Scattered wave Coefficients -19.8 -19.8 dB Hemisphere distribution -4.7 -4.7 dB Total -24.5 -24.5 dB Multi-scattered wave 1st: range 5 5 m -10 Log(4r2 ) -25.0 -25.0 dBsm-1  7.5 7.5 dBsm 1st total -17.5 -17.5 dB 2nd Coefficients -19.8 -19.8 dB Number of cars (4 vehicles) 6 6 dB Hemisphere distribution -4.7 -4.7 dB Total -36.0 -36.0 dB Total coupling factor -23.9 -24.1 dB

(a) 2014 Year: elevation mask 35dB

Cross track Conical Sacan Main lobe

Elevation mask -30 -30 dB Random car direction (25%) 0 -6 dB Total -30 -36 dB Scattered wave Coefficients -19.8 -19.8 dB Hemisphere distribution -4.7 -4.7 dB Total -24.5 -24.5 dB Multi-scattered wave 1st: range 5 5 m -10 Log(4r2 ) -25.0 -25.0 dBsm-1  7.5 7.5 dBsm 1st total -17.5 -17.5 dB 2nd Coefficients -19.8 -19.8 dB Number of cars (4 vehicles) 6 6 dB Hemisphere distribution -4.7 -4.7 dB Total -36.0 -36.0 dB Total coupling factor -23.2 -23.9 dB

Cross track Conical Sacan Main lobe

Elevation mask -25 -25 dB Random car direction (25%) 0 -6 dB Total -25 -31 dB Scattered wave Coefficients -19.8 -19.8 dB Hemisphere distribution -4.7 -4.7 dB Total -24.5 -24.5 dB Multi-scattered wave 1st: range 5 5 m -10 Log(4r2 ) -25.0 -25.0 dBsm-1  7.5 7.5 dBsm 1st total -17.5 -17.5 dB 2nd Coefficients -19.8 -19.8 dB Number of cars (4 vehicles) 6 6 dB Hemisphere distribution -4.7 -4.7 dB Total -36.0 -36.0 dB Total coupling factor -21.6 -23.4 dB

(28)

参 4-5-6 4.2 ビルによる反射損失 ビル反射の様子を図 参 4-5-5 に示す。参考文献[2]に示すように、23 区内 5 箇所における調査結 果(ビル高さ 24.1[m]、片側道幅 16.2[m](=32.3/2))を用いると、反射損失 3.5dB の低減が見込まれ る。 日本の代表的住宅である木造二階建て(軒高 6[m])を考慮すると衛星に向かう電波(Elevation Angle Ѳ=55 度の電波)はビル側面にあたらず反射損失 0dB となり、ビル反射はない。 ここでは、反射損失 3.5dB 及び 0dB を検討する。 Direct Scattering Half width Direct Reflection Sattelite Height 図 参 4-5-5 ビル反射 4.3 高架によるシャドーイング 車両密度を航空写真も参考として検討したため、ここでは 0dB とする。 5 干渉マージン

衛星は、Conical Scan 方式 AMSR-2(搭載予定)。25dB マスク、普及率1%、4台/車両、高架遮蔽 0dB、 受信許容電力が干渉しきい値の1%としマージンを計算した。

レーダ稼働率 34%、ビル反射損失 3.5dB の場合を図 参 4-5-6(a)に、レーダ稼働率 50%、ビル反射損 失 0dB の場合を図 参 4-5-6(b)に示す。それぞれ、-3.6dB の負のマージン、-8.8dB の負のマージンと なる。干渉マージンの検討結果を参考のため表 参 4-5-3 に示す。

(29)

参 4-5-7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 L e ve l [d BW /2 0 0 M H z ] -41.3 [dBm/MHz]

RADAR to EESS: AMSR-2

-71.3 [dBW/MHz] EIRP -97.7 [dBW/MHz] Total pow er Bumper loss 3[dB] Coupling loss 23.4[dB] Direct path 25[%] Gain suppresion -25[dB] Multi-scatter -36[dB] -279.2 [dBW/MHz] Pow er-travel Distance 1114.2[km] Loss 180.9[dB] Loss-atmos 0.57[dB] -230.7 [dBW/MHz] Pow er-radar Antenna 48.5[dBi] -207.7 -175 Aggre Area 306[km2] Urban 149[veh/km2] Unit 4[radar/veh] Install 1[%] -182.4 Mitigation Urban 363[veh/km2] Unit 4[radar/veh] Install 1[%] UWB24G-ratio 100[%] Activity 34[%] Polarity 3[dB] Reflec-bill 3.5[dB] Shadow 0[dB] -166 Threshold EESS: criteria -186 Criteria 1[%] Margin: -3.6[dB]

(a) AMSR-2、Conical Scan 方式:25dB Elevation Mask、干渉しきい値の1%、レーダ装着(普及)率1% レーダ数 4 個/車両、Activity factor50%、大気吸収 0.57[dB]([添付 B])、ビル反射損失 0dB 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 L e ve l [d BW /2 0 0 M H z ] -41.3 [dBm/MHz]

RADAR to EESS: AMSR-2

-71.3 [dBW/MHz] EIRP -97.7 [dBW/MHz] Total pow er Bumper loss 3[dB] Coupling loss 23.4[dB] Direct path 25[%] Gain suppresion -25[dB] Multi-scatter -36[dB] -279.2 [dBW/MHz] Pow er-travel Distance 1114.2[km] Loss 180.9[dB] Loss-atmos 0.57[dB] -230.7 [dBW/MHz] Pow er-radar Antenna 48.5[dBi] -207.7 -175 Aggre Area 306[km2] Urban 149[veh/km2] Unit 4[radar/veh] Install 1[%] -177.2 Mitigation Urban 363[veh/km2] Unit 4[radar/veh] Install 1[%] UWB24G-ratio 100[%] Activity 50[%] Polarity 3[dB] Reflec-bill 0[dB] Shadow 0[dB] -166 Threshold EESS: criteria -186 Criteria 1[%] Margin: -8.8[dB]

(b) AMSR-2、Conical Scan 方式:25dB Elevation Mask、干渉しきい値1%、レーダ装着(普及)率1% レーダ数 4 個/車両、Activity factor50%、大気吸収 0.57[dB] ([添付 B])、ビル反射損失 0dB

(30)

参 4-5-8 表 参 4-5-3 これまでの干渉マージン検討結果 AMSR-2 (a) (b) 干渉閾値[dBW/200MHz] -166 -166 Apportion [%] 1 1 EIRP [dBm/MHz] -41.3 -41.3 車両密度 [1/km2] 363 363 普及率 [%] 1 1 UWB24GHz 比率 [%] 100 100 台数/車両 4 4 稼働率 [%] 34 50 偏波緩和 [dB] 3 3 ビル反射損失[dB] 3.5 0 高速道による遮蔽 [dB] 0 0 アンテナ: coupling factor [dB] -23.4 -23.4

Ele. mask at 30deg [dB] -25 -25

Scattered gain [dB] -19.8 -19.8 Distribution [dB] -4.7 -4.7 Multiple reflection[dB] -36 -36 バンパ損失 [dB] 3 3 大気損失 [dB] 0.57 0.57 マージン [dB]: 1% apportion -3.6 -8.8 マージン [dB]: 5% apportion 3.3 -1.8 7 まとめ 24GHz 帯 UWB レーダシステムの EESS への干渉は干渉しきい値の1%を満足しない。レーダ稼働率 34%、 ビル反射損失 3.5dB の場合-3.6dB の負のマージンで、レーダ稼働率 50%、ビル反射損失 0dB の場合-8.8dB の負のマージンとなる。 ここでの検討は Elevation マスクが 25dB、24GHz 帯 UWB レーダシステム比率 100%の厳しい条件の下 である。また 24GHz 帯 UWB レーダシステムに割り当てられている許容電力を干渉しきい値の1% (Apportion1%)と仮定している。 宇宙開発業務については[4]参照。また、陸域密集地(東京都内中心部)における干渉しきい値につ いての詳細な検討については[5]参照。尚、ここでの検討で参考にしたものを参考文献[6-11]に示す。 [参考文献] [1] 参考資料 4-5-1A、東京都区内走行調査. [2] 参考資料 4-5-1B、ビル反射の影響. [3] 参考資料 4-5-1C、交通流密度. [4] 参考資料 4-5-2、宇宙研究業務. [5] 参考資料 4-5-3、EESS 干渉再検討.

[6] ITU-R Document 1-8/TEMP/219-E [UWB.XYZ], 20 Oct 2005. [7] ITU-R Document 1/84-E [UWB.CHAR], 20 Oct 2005.

[8] ITU-R Document 1/88-E [UWB.COMP], 21 Oct 2005. [9] ITU-R Document 1/85-E [UWB.FRAME], 20 Oct 2005. [10] ITU-R Document 1/83-E [UWB.MES], 19 Oct 2005. [11] ECC Report 23.

(31)

参 4-5-9 [添付 A] EU 及び US の法規・勧告 表 参 4-5-A EU 及び US の法規・勧告 Country US US Eu FCC FCC 02-48 FCC 04-285 ECC Decision Docket ET Docket 98-156

Date Feb.14, 2002 Dec. 15, 2004 2004

Availability

2007.7.1~ Automatic de-activation near RA 2009: Review

2013.7.1~ to 79 GHz

Section 15.515 Subpart F(Vehicle radar) (UWB transmission)15.252

Operation Veh-Engine on Freq[GHz] 22-29 23.12 - 29 21.625 - 26.625 fmax[GHz] > 24.075 Peak EIRP [dBm/50MHz] 0 0 Average EIRP[dBm/MHz] -41.3 23.12 - 23.6 GHz : -41.3 23.6 - 24 GHz : -61.3 24 - 29 GHz : -41.3 -41.3 ≥ 38[deg], ≥ 25dB 1/1/2005~: ≥ 30[deg], ≥ 25dB 1/1/2010~: ≥ 30[deg], ≥ 30dB 1/1/2014~: ≥ 30[deg], ≥ 35dB Additional reduction for

Elevation 23.6-24 GHz ~2009: ≥ 30[deg], ≥25dB 2010~: ≥ 30 [deg], ≥30dB [添付 B] 大気吸収 大気吸収を NDC-2-8-6 に基づき計算した。大気吸収は 0.57[dB]。 23.8 35 0.0005 5.2 0.013 0.12 5.24 2.14 0.567 Absorption [dB]

equivalent height: dry_air [km] Absorption NDC-2-8-6: f[GHz] angle of elevation [deg] height of station/dry_air [km] absorption:dry_air/vapor[dB/km]

表 1  熱雑音及び干渉しきい値
図 3  Interference to DRTS System-calibration station (KSA forward link). 23GHz.
表 3  Interference to DSS station (KSA forward link)
図 4  KSA forward link to ALOS and ISS.
+5

参照

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